Question

20．小明學(xué)過(guò)機(jī)械效率后，提出了一個(gè)問(wèn)題：“影響斜面機(jī)械效率的因素有哪些？”針對(duì)這個(gè)問(wèn)題他做了在斜面上勻速拉動(dòng)物塊的探究實(shí)驗(yàn)，并記錄數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	傾斜程度	物體重G/N	物上升h/m	拉力F/N	物移動(dòng)s/m	有用功W/J	總功W/J	機(jī)械效率η
1	較緩	5	0.1	1.6	0.5	0.5	0.8	63%
2	較陡	5	0.15	2.2	0.5	0.75	1.1	68%
3	最陡	5	0.25	3.1	0.5

（1）請(qǐng)將第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填全．
（2）小明知道斜面是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，從上述數(shù)據(jù)分析，小明發(fā)現(xiàn)使用斜面可以省力，但要費(fèi)距離．
（3）小明根據(jù)數(shù)據(jù)分析，得到影響斜面機(jī)械效率的一個(gè)因素是斜面的傾斜程度．
（4）小明猜測(cè)斜面的機(jī)械效率可能還跟物塊與斜面的摩擦有關(guān)，為了驗(yàn)證他的想法，他在物塊下面放了質(zhì)量很小的幾支圓鉛筆，繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，得到以下數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	傾斜程度	物體重G/N	物上升h/m	拉力F/N	物移動(dòng)s/m	有用功W/J	總功W/J	機(jī)械效率η
4	較緩	5	0.15	1.6	0.75	0.75	1.2	63%
5	較緩	5	0.15	1.1	0.75	0.75	0.83	91%

通過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)的分析，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：斜面的機(jī)械效率與摩擦力大小有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）克服重力做的功為有用功，拉力做的功為總功，機(jī)械效率等于有用功與總功的比值；
（2）斜面屬于省力機(jī)械，但費(fèi)距離；
（3）三次實(shí)驗(yàn)中，物體的重力相同，比較拉力大小和斜面傾斜程度的關(guān)系就可以得出結(jié)論；
（4）采用控制變量法的思想，找出相同因素和不同因素，分析機(jī)械效率的大小得出正確的結(jié)論．

解答 解：（1）有用功等于物重和上升高度的乘積，即W_有用=Gh=5.0N×0.25m=1.25J；
總功等于拉力和移動(dòng)距離的乘積，即W_總=Fs=3.1N×0.5m=1.55J；
機(jī)械效率等于有用功和總功的比值，即η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{1.25J}{1.55J}$×100%≈80.6%．
（2）根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)都可以得出，斜面是一種省力的機(jī)械，但要費(fèi)距離；
（3）這三次實(shí)驗(yàn)選用的是同一斜面，粗糙程度是一定的，提升的物重也是一樣的，從第1次到第3次可以看出，當(dāng)斜面的粗糙程度相同時(shí)，用斜面提升相同的重物，斜面越陡，機(jī)械效率越高．說(shuō)明斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)．
（4）由題意可知，他在物塊下面放了質(zhì)量很小的幾支圓鉛筆，繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，此時(shí)物塊與斜面間的摩擦力變小，最終機(jī)械效率提高，所以通過(guò)數(shù)據(jù)分析可得到的結(jié)論是：斜面的機(jī)械效率與摩擦力大小有關(guān)．
故答案為：（1）1.25、1.55、80.6%；
（2）省力；
（3）斜面的傾斜程度；
（4）斜面的機(jī)械效率與摩擦力大小有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) （1）影響斜面機(jī)械效率的因素有：提升物體的重力、斜面的粗糙程度、斜面的傾斜程度，研究機(jī)械效率與其中某個(gè)因素的關(guān)系，采用控制變量法的思想；
（2）采用控制變量法研究的實(shí)驗(yàn)，在歸納結(jié)論時(shí)，一定要看清相同因素和不同因素，一般是在（相同因素）相同時(shí)，物理量與（不同因素）有關(guān)．